Simulações numéricas podem poupar alguns experimentos com protótipos e ainda descrever adequadamente diversas situações, reduzindo custos e esforços para indústria. Exemplo disso foi um estudo sobre turbulência nas asas de aeronaves, realizado na USP, com profissionais da Unicamp em parceria com a Universidade da Califórnia.

A pesquisa foi coordenada por William Wolf, do Laboratório
de Ciências Aeronáuticas da Faculdade de Engenharia Mecânica, da Unicamp, em Campinas. Os coautores são
Brener L. O. Ramos, também da Unicamp
e Chi-An Yeh e Kunihiko Taira, da Universidade
da Califórnia em Los Angeles.

Esse tipo de cabeçalho em um artigo científico evidencia as camadas que as pesquisas precisam atravessar e a diversidade de profissionais presentes no desenvolvimento de ciência e tecnologia. Também fica a dica para quem pensa que o trabalho da academia sempre envolve um viés de isolamento. Não é necessariamente assim. Em toda e qualquer área a se seguir, colaborações são necessárias e positivas!

Esta pesquisa em simulações numéricas para redução de turbulência em asas de aeronaves teve financiamento
da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP). Segue o texto
para ver o produto, mesmo diante das turbulências
no cenário científico do Brasil:

Simulações numéricas de turbulência

Indo para o ponto, que é o paper publicado na revista Physical Review Fluids, o grupo de estudantes realizou simulações de alta fidelidade para estudar técnicas de controle ativo de escoamento. Isso foi feito com o objetivo de avaliar como aliviar o estol dinâmico profundo de um aerofólio SD7003 em movimento de mergulho. Para a Assessoria de Comunicação da USP, em vídeo, o professor Wolf explicou que “neste trabalho, nos dedicamos a entender como a turbulência impacta os escoamentos na indústria aeronáutica e de energia eólica, por exemplo”.

“Normalmente, a
indústria utilizava ensaios experimentais com protótipos e isso custa caro,
logo, a simulação numérica reduz custos de projeto, seja para otimizar uma nova
geometria de asa ou para se projetar uma nova configuração de turbina eólica.
Aqui, utilizamos os supercomputadores que são capazes de realizar simulações
tão acuradas quanto um experimento”. E aqui fica uma deixa para quem tem
interesses voltados para engenharia mecânica, aeroespacial ou demais segmentos
mais materiais, digamos assim, mas está na área de modelagem computacional.

Computadores de alto desempenho

Simulações numéricas para resolver equações que não têm
solução analítica, em geral, são obtidas por intermédio de um cluster de computadores de alto desempenho. No
caso específico deste trabalho, para estudar a turbulência nas asas das
aeronaves, foi usado o Euler.

O Cluster Euler, do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), é um exemplo de computadores que permitem essas soluções. O link com a computação fica nítido quando a gente conta para vocês que o CeMEAI encontra-se no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP.

O CeMEAI é
estruturado para promover o uso de ciências matemáticas como um recurso
industrial em três áreas básicas: Ciência de Dados, Mecânica de Fluidos
Computacional e Otimização e Pesquisa Operacional. Cabe citar que, além do CCET-UFSCar,
IMECC-UNICAMP, IBILCE-UNESP, FCT-UNESP, IAE e IME-USP compõem o CeMEAI como instituições associadas
fazendo ciência por lá.

Fonte: Assessoria de Comunicação da USP.

Kamila Jessie

Doutora em Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo (EESC/USP) e Mestre em Ciências pela mesma instituição; é formada em Engenharia Ambiental e Sanitária pelo Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG) com período sanduíche na University of Ottawa, no Canadá; possui experiência em tratamentos físico-químicos de água e efluentes; atualmente, integra o Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CePOF) do Instituto de Física de São Carlos (USP), onde realiza estágio pós-doutoral no Biophotonics Lab.